InDel和SNP标记在水稻图位克隆中的应用

在水稻功能基因的图位克隆中,常需要高密度的分子标记,而目前公布的各种标记的密度还远未达到令人满意的程度。InDel和SNP标记是新型的分子标记类型,基本可以满足精细定位目的基因的需要。InDel和SNP标记可以较容易地通过生物信息学的方法获得,而且经济实用、特异性高、稳定性好。介绍了设计InDel和SNP标记的方法,并以一个水稻卷叶基因的研究为实例,介绍了在基因精细定位研究中利用这两种标记的方法和提高标记设计成功率的注意点。     

外源一氧化氮对盐胁迫下水稻根部脂质过氧化的缓解作用

 在100 mmol/L NaCl的胁迫条件下，研究了两种浓度的一氧化氮供体硝普钠（sodium nitroprusside，SNP）处理对水稻幼苗根部脂质过氧化的影响。低浓度（10 μmol/L）的SNP处理明显缓解盐胁迫下水稻幼苗根组织膜脂过氧化产物MDA的累积，显著提高可溶性蛋白含量，并诱导根系APX、POD和SOD活性的上升；而高浓度（50 μmol/L）SNP处理的效果则基本相反。表明外源低浓度NO可以通过提高盐胁迫下水稻幼苗根组织的抗氧化能力来缓解氧化损伤。     

玉米大斑病感、抗近等基因系SNP基因芯片分析

通过SNP基因芯片（56 110个SNP）对A619感、A619Ht3抗玉米大斑病近等基因系进行分析,采用生物信息学和比较基因组学方法进行显著SNP位点候选基因筛查和功能预测。结果表明,发现10个热点区域,分别位于bin2.06、3.02/3.03、3.04、3.07、3.08、7.03和bin9.08,38个SNP被确定与大斑病抗性相关;挖掘出24个候选基因,通过注释发现,候选基因多与各种受体类酶活性、金属离子及能量的代谢和平衡等功能相关。     

基于SLAF-seq技术构建亚麻高密度遗传图谱

为大量开发SNP用于构建亚麻高质量的连锁遗传图谱,以亚麻品系R43为母本,LH-89为父本,通过杂交构建F2群体,采用SLAF-seq技术,对两个亲本和F2群体100个个体进行高通量测序、SNP标记的开发及亚麻高密度遗传图谱的构建。对参考基因组进行电子酶切预测,最终确定使用HaeⅢ和RsaⅠ酶,酶切片段大小在314~414bp的序列定义为SLAF标签。其次,对基因组DNA进行酶切和SLAF文库构建。最后通过高通量测序获得测序数据,进行多态性SLAF的鉴定和SNP标记的发掘,采用High Map软件构建亚麻高密度遗传图谱。通过高通量测序,共获得196.29M reads,平均质量Q30为81.95%,平均GC含量为38.64%。通过生物信息学分析,共获得260 380个SNP标记,其中有4 547个SNP为高质量SNP标签,用于标记的定位和图谱的构建。共构建15个连锁群,总图距为2 632.94c M,标记间的平均距离为0.92c M。这是在亚麻中首次应用SNP标记构建的高密度遗传图谱,为亚麻的遗传研究和分子标记辅助育种奠定了基础。     

基于MAGIC群体的水稻抽穗期和产量相关性状全基因组关联分析

【目的】挖掘水稻抽穗期和产量相关性状新基因,并筛选携带有利等位基因的优良株系,为分子标记辅助育种提供新基因和优异种质。【方法】以多亲本重组自交系群体MAGIC-Hei群体为材料,分别于2017和2018年连续两年种植于湖南长沙开展抽穗期和产量性状表型调查,基于基因分型(genotypingbysequencing,GBS)技术进行全基因组关联分析发掘影响水稻抽穗期、单株有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重和单株产量性状QTL。【结果】在两个环境下共计检测到26个控制抽穗期和产量相关性状的QTL,分布于除第10染色体外的其他染色体上。其中,11个位点为新位点,1个新位点(qNTP9)在两年均被检测到,该位点受环境影响较小,可用于进一步的精细定位和基因克隆。根据抽穗期和产量性状表型数据,结合SNP基因型筛选到5个携带有利等位基因的优良株系,可用于将来的水稻高产育种。【结论】本研究发掘一批新的水稻抽穗期和产量相关性状QTL位点,可有效加速水稻遗传研究和高产育种进程。     

基于GC-MS分析的水稻代谢组学研究策略

近年来,随着现代分子生物学技术的不断发展,推动了系统生物学方法在植物研究中的运用。本研究以水稻籽粒为材料,基于GC-MS的代谢组学方法,结合统计学与生物信息学分析手段(热点图、PCA、S-Plot和Met PA等),提出了一套适合水稻代谢物的提取方法,探讨了适用于水稻代谢组学研究的策略。本研究为未来揭示植物发育机理及适应逆境的分子机制提供了技术支持。     

水稻稻瘟病抗性基因Pi ta的SNP检测方法

 针对稻瘟病抗性基因Pi ta位点上的抗感基因的编码产物仅有1个氨基酸的差异,利用已经建立的检测该基因的SNP方法以及作者在该基因编码序列构建的四引物扩增受阻突变体系PCR,对62份2012年长江上游国家水稻区域试验材料和97份陕西省水稻区域试验材料进行了Pi ta基因检测,2种分子标记检测结果一致。该方法的检测结果真实可靠,可以用于检测水稻Pi ta基因位点。     

水稻抗倒伏性评价方法及机理的研究现状与展望

倒伏是影响水稻生产的主要限制因素之一。倒伏后群体冠层结构遭到破坏，叶片光合速率锐减，同时群体内部湿度增加诱发真菌性病害和穗发芽，进而影响稻米品质和产量。本文综述了水稻倒伏的评价方法和诱发原因、抗倒伏能力与茎秆理化特性的关系、抗倒伏基因的挖掘及功能研究等方面的研究进展，比较分析了不同水稻倒伏评价方法的特点，分析了株型等形态性状、氮肥运筹、种植密度、种植方式以及大风、暴雨、臭氧等环境因素对水稻倒伏的影响，归纳了纤维素含量、木质素含量以及维管束数目等茎秆物理特性及化学成分与水稻倒伏的关系，总结了矮化相关基因和纤维素合成相关基因参与水稻抗倒伏的调控机制。此外，文章展望了未来水稻抗倒伏研究方向，并提出一些建议：（1）创新和优化水稻倒伏评价体系；（2）挖掘鉴定新的抗倒伏基因，强化水稻抗倒伏的机理研究；（3）选育抗倒伏水稻品种；（4）根据品种、栽培条件和气候环境等因素制定倒伏综合应对措施。     

茶树叶绿体基因组SNP分子标记的初步研究

传统的叶绿体基因分子标记在茶组植物分类系统研究中的应用价值相对有限,为了筛选可用于茶树鉴别与母系溯源的SNP（单核苷酸多态性）位点组合,将18个已报道的茶组植物叶绿体全基因组序列进行比对,通过设计通用引物,在169个茶树品种/品系中进行候选分子标记扩增与一代测序分析,筛选出16对引物,共含25个SNP位点可用于茶树品种母系溯源与鉴别分析。另外,将SNP位点组成的DNA指纹图谱结合茶树品种资源基本信息进行数字编码,最终形成由30位数字组成的茶树品种资源分子身份证,并构建相应的条形码和二维码用于品种识别。本研究数据为茶树品种的母本溯源与鉴别提供新的思路。     

施肥调控水稻镉污染的研究与应用进展

施肥是我国农业生产上普遍应用的一项增产措施。目前水稻生产上普遍施用氮（N）、磷（P）、钾（K）等大量元素肥料,而铁（Fe）、锰（Mn）、锌（Zn）等微量元素肥料往往被忽视。研究发现,施肥能够影响土壤重金属镉（Cd）的形态变化和水稻Cd积累。本文通过阐述N、P、K、S、Fe、Mn、Zn、Si和有机肥等肥料影响水稻Cd积累的主要作用机理,综述了施肥调控水稻Cd积累的研究进展,以期为更有效地应用施肥技术降低水稻Cd污染,实现水稻安全生产提供理论依据。     

强优势杂交水稻的研究进展

主要介绍了强优势杂交水稻研发的背景,提出了强优势杂交水稻的概念和技术标准,总结了强优势杂交水稻研发取得的主要进展,提出了强优势杂交水稻的发展目标。     

Status and Prospects of Hybrid Rice Breeding in Jiangsu, China

HISTORY OF HYBRID RICE DEVELOPMENT China is the first country to use heterosis successfully and commercially in rice. Hybrid rice research was initiated in 1964, the genetic tools essential for breeding hybrid rice combinations, such as the cytoplasmic male sterile line (CMS line or A line), the maintainer line (B line) and restorer line (R line), were developed in 1973. Several hybrid combinations with good heterosis and higher yield potential were identified in 1974. The hybrid…     

水稻纹枯病抗性基因定位及抗性资源发掘的研究进展

纹枯病是水稻三大主要病害之一。抗纹枯病品种的选育与推广对防治纹枯病具有决定性意义,而纹枯病抗性资源的发掘、抗性遗传、抗性基因定位及外源基因的利用是抗性品种选育的基础。综述了水稻纹枯病抗性基因的定位、纹枯病抗性QTL的潜在应用价值以及纹枯病抗性资源挖掘的最新进展,以期对纹枯病抗性育种提供帮助。     

水稻可溶性淀粉合成酶基因SSⅡa和SSⅢa的功能、等位变异及其互作研究进展

水稻淀粉合成对稻米品质的影响研究一直备受关注,是水稻基础科学研究的热点和难点之一。淀粉合成途径受众多酶催化调控,可溶性淀粉合成酶(soluble starch synthase, SSS)是其中较重要的一种,极大地影响稻米食味品质的形成。可溶性淀粉合成酶基因SSⅡa和SSⅢa是控制稻米糊化温度和胚乳支链淀粉生物合成途径中的两个关键基因。本文重点回顾并归纳了国内外关于SSⅡa和SSⅢa基因的功能、等位变异及其互作对稻米蒸煮食味品质影响的最新研究进展,同时对SSⅡa和SSⅢa基因的育种利用前景进行了展望,以期为稻米品质分子改良和育种提供参考依据。     

功能型水稻的研究成果及进展

介绍了功能型水稻的概念以及国际和国内利用常规育种、诱变育种、分子辅助标记育种、转基因育种等技术,在培育具有保健型、辅助疗效型及其它特种功能型水稻新品种(系)研究中所取得的进展;提出了存在的问题及展望。     

Assessment of SNP and In Del Variations Among Rice Lines of Tulaipanji x Ranjit

Genotyping by sequencing(GBS) is the recent approach of next-generation sequencing technique for discovering and genotyping single nucleotide polymorphisms(SNPs) in crop species. Genotypic variation studies(SNPs and insertion-deletions/In Dels) were performed using four rice lines based on GBS data by aligning to the reference genome Nipponbare. Local aromatic rice landrace Tulaipanji was crossed with Ranjit, and two distinct lines were identified from the progenies: one line with awns and aroma traits and the other without awns and aroma. Total number of SNPs and In Dels identified were 52 810 and 4 327 at read depth 10, respectively. Out of the total polymorphic SNPs/In Dels, 16 490 were intergeneric, 7 812 were inside gene, and 4 435 were intronic. Phylogenetically, Tulaipanji was closer to the reference genome nipponbare. Based on recurrent parent genome analysis, out of 10 013 alleles, 92.52% was introgressed into progeny-awn from Tulaipanji and 7.48% from Ranjit, whereas progeny-awnless carried 89.19% alleles from Ranjit and only 10.81% alleles from Tulaipanji. In addition, progeny-awn was the highest heterozygous(83.88%) and progeny-awnless was the least(2.24%) at this fifth generation of recombinant inbred lines. These SNP variations may be linked to the phenotypic traits and can be utilized in crop improvement through linkage mapping. These results suggest that adding a high density of SNP markers to a mapping or breeding population through GBS has a great value for numerous applications in rice breeding and genetics research.     

国际水稻研究所概况考察

为了了解国际水稻研究所最新研究动向,我们对其进行了为期一周的考察,在此期间,对其有了更深入的了解。该所机构精简,目的明确,既是研究机构,又是教育培训机构。主要项目包括四大领域,即水稻与生物健康相结合;增加遗传多样性,发掘新基因;稳定社会发展,进行项目培训;加强信息管理,建立并更新数据库。最新研究发展动态体现在以下几个方面,即加强水稻功能基因组研究,加强水稻远缘杂交育种研究,加强稻谷品质研究,加强抗旱机制研究,应用分子标记辅助育种,加强转基因研究,加强杂交稻育种研究,加强新株型育种和超级稻育种研究。其明确的科研目的、高效率的工作及密切合作的团队精神,对我们具有一定的启示意义。     

Global Information Resources on Rice for Research and Development

Various issues concerning the progress of rice research are related to ambiguous germplasm identification,difficulty in tracing pedigree information,and lack of integration between genetic resources,characterization,breeding,evaluation and utilization data.These issues are the constraints in developing knowledge-intensive crop improvement programs.The rapid growth,development and the global spread of modern information and communication technology allow quick adoption in fundamental research.Thus,there is a need to provide an opportunity for the establishment of services which describe the rice information for better accessibility to information resources used by researchers to enhance the competitiveness.This work reviews some of available resources on rice bioinformatics and their roles in elucidating and propagating biological and genomic information in rice research.These reviews will also enable stakeholders to understand and adopt the change in research and development and share knowledge with the global community of agricultural scientists.The establishment like International Rice Information System,Rice Genome Research Project and Integrated Rice Genome Explorer are major initiatives for the improvement of rice.Creation of databases for comparative studies of rice and other cereals are major steps in further improvement of genetic compositions.This paper will also highlight some of the initiatives and organizations working in the field of rice improvement and explore the availability of the various web resources for the purpose of research and development of rice.We are developing a meta web server for integration of online resources such as databases,web servers and journals in the area of bioinformatics.This integrated platform,with acronym iBIRA,is available online at http://ibiranet.in.The resources reviewed here are the excerpts from the resources integrated in iBIRA.     

国际水稻研究所概况考察

为了了解国际水稻研究所最新研究动向，我们对其进行了为期一周的考察，在此期间，对其有了更深入的了解。该所机构精简，目的明确，既是研究机构，又是教育培训机构。主要项目包括四大领域，即水稻与生物健康相结合；增加遗传多样性，发掘新基因；稳定社会发展，进行项目培训；加强信息管理，建立并更新数据库。最新研究发展动态体现在以下几个方面，即加强水稻功能基因组研究，加强水稻远缘杂交育种研究，加强稻谷品质研究，加强抗旱机制研究，应用分子标记辅助育种，加强转基因研究，加强杂交稻育种研究，加强新株型育种和超级稻育种研究。其明确的科研目的、高效率的工作及密切合作的团队精神，对我们具有一定的启示意义。     

Nucleotide polymorphisms in OsAGP genes and their possible association with grain weight of rice

ADP-Glucose pyrophosphorylase (AGPase) is a rate-limiting enzyme participating in starch biosynthesis, which may be responsible for the filling rate and starch accumulation in the developing rice kernel. However, it is still unknown whether the naturally occurring variation in the sequence of ADP-Glucose pyrophosphorylase of rice (OsAGP) is related to the grain weight (GW). In this study, we discovered a total of 38 single nucleotide polymorphisms (SNPs) and insertions/deletions (InDels) in the partial sequences of six OsAGP isoform genes from 30 rice accessions with diverse agronomic traits. We then developed ten cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS) and derived CAPS (dCAPS) markers for genotyping the SNPs and InDels for an association mapping population consisting of 416 rice accessions. Candidate gene association study indicated that an InDel of OsAGPL4 was associated with GW in two environments and an SNP of OsAGPL2 was associated with GW in one environment. Each gene marker only explained 1% of the variation of GW, thus it could be concluded that both genes contributed little to GW of rice. However, the markers identified in this study could be used for tagging other traits of interests and in molecular breeding.